JP2004274477A - ネットワーク間通信方法、ネットワーク間通信プログラムおよび通信ブリッジ装置 - Google Patents

ネットワーク間通信方法、ネットワーク間通信プログラムおよび通信ブリッジ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】家電機器などを有線/無線LANなどの宅内通信網に接続して、その先の宅外通信網から遠隔操作できるようにする際に、上記機器に追加的に搭載するハードウエア・ソフトウエアなどのシステム資源を最小限に抑制すること。
【解決手段】ユーザはその制御端末100(PDA)のブラウザで、宅内外通信ブリッジ装置101(ルータ)上の設定画面を表示させ、LAN内のどの機器に何の処理をさせたいかを設定する(図中1〜5)。設定内容は家電機器102宛のIPパケットとして宅内外通信ブリッジ装置101に到達し、同装置にて家電機器102に対する制御情報からなるMACフレームが生成されて、該機器宛に送信される(図中6)。なお宅内外通信ブリッジ装置101と家電機器102の間では、MACフレームの送受信をN回繰り返すことでTCPに代わるエラーチェックを行う(図中6〜11)。
【選択図】 図6

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、第1のネットワークに接続された制御端末と第2のネットワークに接続された制御対象機器との間のデータの授受を中継するネットワーク間通信方法、ネットワーク間通信プログラムおよび通信ブリッジ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
個人が自宅に複数台の情報機器を所有し、これらを接続して宅内通信網を構築することは、もはや何ら特別なことではなくなっている。ただし個人ユーザの場合、通信環境の導入コストは安価であることが特に望まれる。そのため宅内通信網としては、10/100Base−Tなどの有線LAN、あるいはIEEE802.11a/bなどの勧告に準拠した無線LANなどが一般に採用されている。
【0003】
そして近年の情報通信分野における著しい技術革新により、インターネットなどの宅外通信網から、ルータなどを介して宅内通信網上の家電機器にアクセスし、電源ON/OFF、温度設定、タイマ設定などの各種制御を行うことが可能となっている(たとえば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−218282号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらパーソナルコンピュータ(PC)のような豊富なシステム資源、たとえば処理能力の高いCPUや大容量メモリなどを持たない家電機器では、搭載マイコン/CPUの処理能力の低さ、メモリの容量の小ささなどの理由から、その本来のハードウエアでは上記LAN上のTCP/IP通信プロトコルを処理し切れない。たとえば、一般に「白物家電」と呼ばれる冷蔵庫や洗濯機に搭載されるマイコンは8ビットであるが、TCP/IPの処理には32ビット必要である。
【0006】
このため従来は、家電機器をTCP/IPプロトコル通信網に接続するには、搭載するマイコン/CPUを処理能力の大きいものへ置き換えたり、通信処理専用のCPUを追加したりする必要があった。また、その通信システム(通信装置および通信プロトコル処理用ソフトウエア)としては、PCなどに搭載されている有線/無線LANの通信システムをそのまま採用していた。
【0007】
一方、システム資源の追加でなく、TCP/IP通信プロトコル処理ならびにその処理プログラムの改良、最適化による処理量とサイズの低減などにより対応することも考えられているが、研究コストの製品価格への跳ね返り、サイズ削減作業に多大な工数がかかることによる人件費の増加など、いずれにせよ大幅な製品コストの上昇につながる。
【0008】
この発明は上記従来技術による問題を解決するため、家電機器などの制御対象機器を有線/無線LANなどの宅内通信網に接続して、その先の宅外通信網から遠隔操作できるようにする際に、上記機器に追加的に搭載するハードウエア・ソフトウエアなどのシステム資源を最小限に抑制することが可能なネットワーク間通信方法、ネットワーク間通信プログラムおよび通信ブリッジ装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるネットワーク間通信方法、ネットワーク間通信プログラムまたは通信ブリッジ装置は、前記制御対象機器のIPアドレスを宛先とするIPパケットを前記第1のネットワークから受信するとともに、当該機器を制御するための制御情報が格納され、かつ前記IPアドレスに対応するMACアドレスを宛先とする第1のMACフレームを生成して、前記第2のネットワークに送信することを特徴とする。
【0010】
また、この発明にかかるネットワーク間通信方法は、さらに前記第2のネットワークから第2のMACフレームを受信するとともに、当該フレームのユーザデータが上記で送信した第1のMACフレームのユーザデータと一致するか否かを判定し、前者が後者と一致すると判定した場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知することを特徴とする。
【0011】
また、この発明にかかるネットワーク間通信方法は、さらに前記第2のネットワークから第2のMACフレームを受信するとともに、当該フレームのユーザデータが上記で送信した第1のMACフレームのユーザデータと一致するか否かを判定し、前者が後者と一致すると、あらかじめ設定された回数だけ連続して判定した場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知することを特徴とする。
【0012】
これらの発明によって、制御端末から第1のネットワーク上をIPパケットに内包されて伝送されてきたユーザデータは、第2のネットワーク上ではMACフレームを利用した独自プロトコルに従って、宛先の制御対象機器まで伝送される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるネットワーク間通信方法、ネットワーク間通信プログラムおよび通信ブリッジ装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0014】
図1は、本発明の実施の形態によるネットワーク間通信システム(具体的には宅内外通信システム)の全体構成を示す説明図である。ここでは宅外通信網としてインターネット、宅内通信網としてIEEE802.11xの勧告で規定される無線LANを考えるものとする。
【0015】
図中、100は宅外のユーザが宅内の家電機器をリモート・コントロールするための制御端末であり、具体的にはたとえばPDAである。制御端末100は宅外通信網上の他の機器とIPパケットを授受する機能を有している。逆に言えば、制御端末100としては上記機能を有する機器であれば、PDAのほか携帯電話、PC(ノート型/デスクトップ型を問わない)など何であってもよい。
【0016】
101は、宅外通信網であるインターネットと、宅内通信網である無線LANとを中継する宅内外通信ブリッジ装置であり、具体的にはたとえばルータである。宅内外通信ブリッジ装置101としては、ルータのほかSTB、HGW(ホームゲートウエイ)なども考えられる。
【0017】
102は、宅内通信網に接続された家電機器であり、具体的にはたとえばエアコンである。家電機器102は、後述する手順に従って宅内外通信ブリッジ装置101との間でデータを授受する機能を有する。なお、家電機器102としてはエアコン・冷蔵庫・洗濯機といったいわゆる「家電」のほか、照明灯や給湯設備なども広く含むものとする。また、図中家電機器102は一つしか示していないが、宅内通信網上の家電機器102は通常複数存在する。
【0018】
本発明はその着想を一言で述べれば、従来は家電機器102で負担していた通信処理の一部を宅内外通信ブリッジ装置101に代替させるとともに、制御端末100と宅内外通信ブリッジ装置101の間(宅外通信網)ではOSI参照モデルの全階層、宅内外通信ブリッジ装置101と家電機器102の間(宅内通信網)では同第2層以下に限定した通信を行うことで、家電機器102の処理負荷を低減させ、ひいては当該機器に搭載されるハードウエアを質的・量的に削減しようとするものである。この点については、実施例の説明の最後に再度詳述する。
【0019】
本発明による家電機器102は、内蔵するメモリの所定の位置に所定の値が設定されたことをもって、当該位置と値に応じた処理をするよう設計されている。たとえば図2は、エアコンの内蔵メモリの各アドレスに設定された値の意味を示す説明図である。このエアコンの電源を入れるには、アドレス0x10に値0x01を書き込んでやればよい。より詳細には、▲1▼上記メモリへの書き込み命令▲2▼書き込み先のアドレス(0x10)▲3▼当該アドレスに書き込むべき値(0x01)をエアコンに与えてやればよい。
【0020】
なお、以下では上記▲1▼〜▲3▼のように、実行すべき処理を家電機器102に対して指示するための情報を「制御情報」と呼ぶ。上記▲1▼〜▲3▼と意味的に等価な情報、たとえば文字列「電源ON」や数値「XX」(XXは電源を入れる処理の識別番号とする)なども「制御情報」と呼ぶ。なお、電源を入れる処理はメモリへの書き込みであるが、たとえば現在の温度設定を確認する処理はメモリからの読み出しとなり、制御情報は▲1▼メモリからの読み出し命令および▲2▼読み出し先のアドレスとなる。
【0021】
図3は、本発明の実施の形態による宅内外通信システムにおいて、制御端末100から家電機器102を制御する際の通信手順を示すシーケンス図である。以下ではユーザの制御端末100(ここではPDA)から、宅外通信網(同インターネット)および宅内通信網(同無線LAN)を介して、自宅の家電機器102(同エアコン)の電源を入れるケースを例にとって説明する。
【0022】
また、図4は本発明の実施の形態による宅内外通信システムの機能構成を示す説明図である。図中、400xは制御端末100、401xは宅内外通信ブリッジ装置101、402xは家電機器102の機能部である。各部の機能については図3に示した手順の中で順次説明する。
【0023】
制御端末100からのアクセスがあると(図3(1))、宅内外通信ブリッジ装置101はまずそのユーザ受付部401aから、認証情報(パスワードなど)を入力するための認証画面を送信する(図3(2))。これをそのユーザ受付部400aで受信した制御端末100は、当該画面を表示してユーザからの入力を受け付けるとともに、入力されたデータを宅内外通信ブリッジ装置101側のユーザ受付部401aに返信する(図3(3))。
【0024】
宅内外通信ブリッジ装置101では、ユーザ受付部401aであらかじめ保持している認証情報と上記入力データとを照合し、両者が一致した場合に、上述の制御情報などを入力するための設定画面を送信する(図3(4))。そして、これをそのユーザ受付部400aで受信した制御端末100は、当該画面を表示してユーザからの入力を受け付ける。
【0025】
上記設定画面では、宅内通信網上のどの機器に何をさせたいか、すなわち制御対象となる家電機器102の識別情報と、当該機器に対する制御情報とが入力される。そして「OK」ボタンの押下などを契機として、ユーザ受付部400aは入力されたデータを設定内容送信部400bに出力し、設定内容送信部400bは当該情報を、制御対象として指定された家電機器102のIPアドレスに宛てて送信する(図3(5))。
【0026】
上記制御情報を含むパケットは、制御端末100からの発信後、宅外通信網上で様々なプロトコル変換を経て宅内外通信ブリッジ装置101に到達する。宅内外通信ブリッジ装置101は、上記パケットをその設定内容受信部401bにより受信するとともに、不要なヘッダを除去してIPパケットのみを取り出す。
【0027】
次に、宅内外通信ブリッジ装置101はその制御情報抽出部401cにより、上記パケット中の制御情報および当該パケットの宛先となっているIPアドレスを抽出するとともに、制御フレーム生成部401dにより、上記で抽出した情報をもとに独自フォーマットのMACフレームを生成する。
【0028】
図5(1)はTCP/IPプロトコル通信網における一般的なMACフレーム、同図(2)は本発明独自のMACフレームをそれぞれ模式的に示す説明図である。図中、先頭のMACヘッダと末尾のFCS(フレームチェックシーケンス)とは両者に共通である。一方、差異は一般的なMACフレームに含まれるIPヘッダとTCPヘッダとが、本発明によるMACフレームにはない点である。
【0029】
制御フレーム生成部401dは、制御情報抽出部401cにより抽出されたIPアドレスでアドレスDB(データベース)401eを検索して、当該アドレスに対応するMACアドレスを取得する。ここでアドレスDB401eとは、宅内通信網上の全機器について、そのMACアドレスとIPアドレスとを対応づけて保持するデータベースである。
【0030】
そして制御フレーム生成部401dは、生成するMACフレームのMACヘッダに上記で取得したMACアドレスを設定するとともに、そのユーザデータ領域には、当該アドレスにより特定される家電機器102に対する制御情報を図5(2)▲1▼のようなフォーマットで格納する。
【0031】
図中「識別子」とは、このMACフレームが図5(1)のような一般的なMACフレームでなく、図5(2)のような、本システムに固有のMACフレームであることを意味する情報である。宅内通信網には、家電機器102以外にもPCなど様々な機器が接続されているので、たとえば宅外からそのままPCに中継される図5(1)のようなMACフレームと、宅内外通信ブリッジ装置101によるフォーマット変換を経てエアコンに中継される、図5(2)のようなMACフレームとが、LAN内で共存することになる。そこで上記識別子により、このフレームが独自フォーマットのMACフレームであることを明示する。
【0032】
上記識別子が位置する領域(MACヘッダの直後の部分)には、一般的なMACフレームではIPプロトコルのバージョンが格納されており、取り得る値が決まっているので、それ以外の値を識別子として採用することで、一般のMACフレームとそれ以外のMACフレームとを区別できる。なおこの識別子の代わりに、MACヘッダの予約領域に特定の値を立てることで、独自フォーマットのフレームを区別できるようにしてもよいが、将来的に当該領域が他の目的に使用された場合、異常や混乱の原因となってしまう。
【0033】
また、図中「フレーム種類」とはこのフレームの種類を意味する情報である。本発明による独自フォーマットのMACフレームには、その用途に応じて▲1▼制御フレーム▲2▼ACKフレーム▲3▼自律フレームの3つの種類がある。
【0034】
▲1▼制御フレーム:宅内外通信ブリッジ装置101→家電機器102
家電機器102を制御する、すなわち家電機器102に何らかの処理を行わせるために、宅内外通信ブリッジ装置101から家電機器102に宛てて送信されるフレームである。たとえば電源ONなど、内蔵メモリへの書き込み命令の場合はフレーム種類(ここでは制御フレーム)に続けて、上記メモリへの書き込み命令、書き込み先のアドレス、および当該アドレスに書き込むべき値が格納される。なお、読み出し命令の場合は上記メモリからの読み出し命令と、読み出し先アドレスとが格納される。
【0035】
▲2▼ACKフレーム:家電機器102→宅内外通信ブリッジ装置101
宅内外通信ブリッジ装置101から家電機器102への制御フレームの送信時に、データエラーがなかったかどうかをチェックするため、逆に家電機器102から宅内外通信ブリッジ装置101に宛てて送信されるフレームである。上述の識別子とフレーム種類(ここではACKフレーム)に続けて、家電機器102が宅内外通信ブリッジ装置101から受信した制御フレーム中の、ユーザデータ部分がそのまま格納される。宅内外通信ブリッジ装置101では、自己が送信した制御フレームと、家電機器102から返信されてきたACKフレームとを照合して、両者が一致する場合にエラーなし(送信成功)と判定する。
【0036】
▲3▼自律フレーム:家電機器102→宅内外通信ブリッジ装置101
宅内外通信ブリッジ装置101に通知すべき何らかの事象が発生した場合(たとえば故障などの異常発生時)に、家電機器102から宅内外通信ブリッジ装置101に宛てて送信されるフレームである。ACKフレームのように、制御フレームへの応答としてでなく、家電機器102の判断で自律的に生成・発信されるものであることから「自律」フレームと呼ぶ。上述の識別子とフレーム種類(ここでは自律フレーム)に続けて、上記事象の識別番号などが格納される。
【0037】
図3に戻り、制御フレーム生成部401dによる制御フレームの生成を終えると、宅内外通信ブリッジ装置101は当該フレームを家電機器102に宛てて送信する(図3(6))。その後、家電機器102から返信されてくるACKフレーム(図3(7))との照合により、制御フレーム送受信時のエラーチェックを行い、制御フレームとそれに対するACKフレームの遣り取りをあらかじめ指定された回数N(図3の例ではN=3)だけ繰り返す(図3(6)〜(11))。
【0038】
図6は、宅内外通信ブリッジ装置101−家電機器102間における制御フレームの送受信処理(図3(6)〜(11))の手順を詳細に示すフローチャートである。宅内外通信ブリッジ装置101において、制御フレーム生成部401dは生成した制御フレームを制御フレーム送信部401fに出力することで、当該フレームを宅内通信網上に送出するとともに(ステップS601)、制御フレームの送信回数を示す内部変数S(初期値は0)を1だけインクリメントする(ステップS602)。
【0039】
MACアドレスによりルーティングされた上記フレームは、宛先となっている家電機器102の制御フレーム受信部402aにより受信され(ステップS601)、当該機能部でMACヘッダとFCSを除去されてユーザデータ部分のみとなった後(ステップS603)、ACKフレーム生成部402bに出力される。
【0040】
ACKフレーム生成部402bは、制御フレームの受信回数を示す内部変数R(初期値は0)を1だけインクリメントする(ステップS604)。そしてR>1の場合は(ステップS605:Yes)、制御フレーム受信部402aから前回入力した制御フレーム(のユーザデータ部分)と今回入力した制御フレーム(同左)とが一致する場合(ステップS606:Yes)、R≦1の場合は(ステップS605:No)一律に、今回入力した制御フレームに対応するACKフレームを生成する(ステップS607)。
【0041】
なお、前回の制御フレームと今回の制御フレームとが一致しない場合や、照合すべき制御フレームが所定時間内に届かない場合は(ステップS606:No)、宅内外通信ブリッジ装置101側で変数S、家電機器102側で変数Rをそれぞれリセットした後(ステップS608)、ステップS601に戻って最初からやり直す。
【0042】
ACKフレームは図5に示したように、受信した制御フレーム中のユーザデータ(制御フレーム受信部402aから出力されたデータ)に、識別子とフレーム種類(この場合ACKフレーム)を付加し、さらにその全体をMACヘッダとFCSで挟み込んだものである。なお、MACヘッダのアドレスフィールドには、宅内外通信ブリッジ装置101のMACアドレスが設定される。
【0043】
上記で生成されたACKフレームは、ACKフレーム生成部402bから当該フレームを引き取ったACKフレーム送信部402cにより、宅内通信網上に送出される(ステップS609)。そして、宅内外通信ブリッジ装置101のACKフレーム受信部401gにより受信され、当該機能部でMACヘッダとFCSを除去されてユーザデータ部分のみとなった後(ステップS610)、制御フレーム生成部401dに出力される。
【0044】
制御フレーム生成部401dは、ステップS601で制御フレーム送信部401fから送信した制御フレームのユーザデータと、ステップS610でACKフレーム受信部401gから入力したACKフレームのユーザデータとを照合し、両者が一致する場合(正確には、前者が後者に完全に内包される場合)は送信成功、それ以外の場合(両者が一致しない場合や、照合すべきACKフレームが所定時間内に届かない場合)は送信失敗と判断する(ステップS611)。
【0045】
そして送信に失敗した場合(ステップS611:No)は、宅内外通信ブリッジ装置101側で変数S、家電機器102側で変数Rをそれぞれリセットした後(ステップS612)、ステップS601に戻って最初からやり直す。送信に成功し、かつS<Nの場合(ステップS611:Yes、ステップS613:No)はステップS601に戻り、前回と同一の制御フレームを再度送信する。送信に成功し、かつS≧Nの場合(ステップS611:Yes、ステップS613:Yes)は変数Sをリセットしてから(ステップS614)終了する。
【0046】
一方、ACKフレームを返信した後の家電機器102は、R<Nである限り(ステップS615:No)ステップS601に戻って、宅内外通信ブリッジ装置101からの制御フレーム待ちとなる。そして、R≧Nとなった時点で(ステップS615:Yes)、変数Rをリセットして(ステップS616)終了する。
【0047】
図3に戻り、次に宅内外通信ブリッジ装置101は、制御フレームの送受信がN回連続で成功したことをもって家電機器102に対する制御が成功したとみなし(厳密にはフレーム受信後の故障などにより、家電機器102が指示された処理を実行できない可能性もあるが)、その制御結果送信部401hから設定完了の旨の通知を、制御端末100の制御結果受信部400cへ送信する(図3(12))。なお、最終的に制御に失敗した場合もその旨の通知を送信する。
【0048】
制御端末100は、制御結果受信部400cで受信した制御結果に応じて、OKメッセージまたはNGメッセージをユーザ受付部400aにより表示する。また、通信の終了を宅内外通信ブリッジ装置101に通知し(図3(13))、これを受けて宅内外通信ブリッジ装置101が回線を切断する(図3(14))。
【0049】
一方、図3(12)〜(14)の処理と平行して、家電機器102では前回の制御フレームと今回の制御フレームとがN−1回連続で一致した時点で、受信した制御フレーム中の制御情報に従った処理を行う。すなわち、たとえば電源ONのような書き込み命令の場合は、制御フレーム受信部402aは内蔵メモリ402d内の指定されたアドレスに指定された値を書き込む。そして、この更新を受けた制御部402eが、実際に電源ONの処理を行う。
【0050】
また読み出し命令の場合は、制御部402eは内蔵メモリ402d内の指定されたアドレスから読み出した値を、宅内外通信ブリッジ装置101に送信し、図6に示したのと同様の手順でN回のエラーチェックを行う(送信側と受信側が入れ替わるのみ)。そして送信に成功すると、上記値の格納されたMACフレームは宅内外通信ブリッジ装置101にて、図5(1)のような一般のMACフレームに成形された後、制御端末100に宛てて宅外通信網上へ送出される。
【0051】
以上が本発明の実施の形態による宅内外通信システムの詳細であるが、最後に上記システムにより、家電機器102の処理負荷が従来技術に比べてどれだけ軽減されたかを検証する。
【0052】
有線/無線LANなど、一般的なTCP/IP通信プロトコルは、基本的なものでも図7に示すような5つの階層で構成されている。そして上述の宅内外通信システムでは、従来技術で家電機器102が負担していた上記各層の処理のうち、第5層から第3層までがそれぞれ以下のようにして削減されている。
【0053】
▲1▼第5層:宅内外通信ブリッジ装置101による代替
ブラウザ画面による宅外通信網からのアクセスの認証、電源ON/OFFなどの制御情報の設定の受付は、家電機器102でなくその手前の宅内外通信ブリッジ装置101で行われる(なお、宅内通信網には通常複数の家電機器102が接続されているので、宅内外通信ブリッジ装置101では、従来各機器が個別に行っていた上記処理をまとめて代行することになる)。したがって、家電機器102は第5層の通信機能、すなわち第5層の通信処理に必要なハードウエアやソフトウエアを備えていなくともよい。
【0054】
▲2▼第4層:第2層のMACフレームを利用した独自プロトコルによる代替
宅内外通信ブリッジ装置101と家電機器102との間では、第4層TCPプロトコル処理に代えて、第2層のMACフレームを利用した簡易な独自プロトコルにより、データの信頼性を高めている。したがって、家電機器102は第4層の通信機能、すなわち第4層の通信処理に必要なハードウエアやソフトウエアを備えている必要はない。
【0055】
▲3▼第3層:第2層のMACヘッダによる代替
宅内外通信ブリッジ装置101と家電機器102との間では、第3層のIPヘッダでなく、もっぱら第2層のMACヘッダにより通信を行う(宅外から届いたパケットは、宛先のIPアドレスをMACアドレスに付け替えてルーティングする)。したがって、家電機器102は第3層の通信機能、すなわち第3層の通信処理に必要なハードウエアやソフトウエアを備えている必要はない。
【0056】
なお、第5層〜第3層の処理が削減されるのに対して、本発明では第2層以下の処理の削減は行わない。これは家電機器102が、第2層MAC以下の処理をLSIなどに集積化された専用の通信装置で行うためである。この通信装置は、家電機器102を宅内通信網に接続しようとする限り不可欠のハードウエアである。言い換えれば、この通信装置はいずれにせよ家電機器102に搭載されるハードウエアなので、当該装置が負担する処理の軽減については特に考えない。
【0057】
上層の第5層〜第3層が削減され、下層の第2層MAC以下は通信装置で処理される結果、家電機器102に搭載されるマイコン/CPUが負担する処理は、第2層LLC処理に限定される。これにより、家電機器102を宅内通信網に接続するにあたって、従来のマイコンを処理能力の高いCPUに置き換えたり、該CPUの作業用に内蔵メモリを拡張したりする必要がなくなる。
【0058】
なお、図4に示した家電機器102の各機能部のうち、制御フレーム受信部402aおよびACKフレーム送信部402cは上記通信装置、内蔵メモリ402dは上記内蔵メモリ、制御部402eは上記マイコンにそれぞれ対応する。したがって、通信機能を持たない従来のエアコンなどをLAN対応させるために必要なのは、本発明によれば制御フレーム受信部402aおよびACKフレーム送信部402cを実現するための通信装置(LSIチップ)と、ACKフレーム生成部402bを実現するためのソフトウエアのみである。
【0059】
また、宅内外通信ブリッジ装置101の各機能部のうち、もっぱら第2層以下の通信処理を行う設定内容受信部401b・制御フレーム送信部401f・ACKフレーム受信部401gの3つ以外は、一般に「ミドルウエア」と呼ばれる一群のソフトウエアにより実現される。したがって、従来のルータなどを本発明による宅内外通信ブリッジ装置101とするために必要なのは、当該機器に内蔵されるミドルウエアの修正のみであり、追加のハードウエアは必要ない。
【0060】
なお、本発明による家電機器102を実現するための上記ソフトウエア(具体的には上述のACKフレーム生成部402bを実現するためのソフトウエア)、および本発明による宅内外通信ブリッジ装置101を実現するための上記ミドルウエアは、たとえばフレキシブルディスク、ROM、CD−ROM、CD−RW、MO、DVDなどコンピュータで読み取り可能な各種の記録媒体に記録され、当該記録媒体によって配布することができる。また、インターネットなどのネットワークを介して配布することも可能である。
【0061】
本発明は言い換えれば、宅内通信網にはもはや必須となっている宅内外通信ブリッジ装置101と、家電機器102を宅内通信網に接続する際には必ず搭載される通信装置とに、従来家電機器102で負担していた通信処理を分散させることで、家電機器102の処理負荷の軽減をはかったものである。処理負荷が軽減されることにより、家電機器102は従来の貧弱なシステム資源(家電機器102の本来の機能を実現するには質・量ともに十分な資源)のままで、LANに接続可能となり、ひいては通信機能搭載後も、製品価格を安価に抑制することができる。
【0062】
(付記1)第1のネットワークに接続された制御端末と第2のネットワークに接続された制御対象機器との間のデータの授受を中継するネットワーク間通信方法であって、
前記制御対象機器のIPアドレスを宛先とするIPパケットを前記第1のネットワークから受信する受信工程と、
前記受信工程で受信されたIPパケットの宛先であるIPアドレスに対応するMACアドレスを検索する検索工程と、
前記制御対象機器を制御するための制御情報が格納され、かつ前記検索工程で検索されたMACアドレスを宛先とする第1のMACフレームを生成する生成工程と、
前記生成工程で生成された第1のMACフレームを前記第2のネットワークに送信する送信工程と、
を含んだことを特徴とするネットワーク間通信方法。
【0063】
(付記2)さらに、前記第2のネットワークから第2のMACフレームを受信する第2の受信工程と、
前記第2の受信工程で受信された第2のMACフレームのユーザデータが前記送信工程で送信された第1のMACフレームのユーザデータと一致するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において、前記第2のMACフレームのユーザデータが前記第1のMACフレームのユーザデータと一致すると判定された場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知する通知工程と、
を含んだことを特徴とする前記付記1に記載のネットワーク間通信方法。
【0064】
(付記3)前記通知工程では、前記判定工程で、前記第2のMACフレームのユーザデータが前記第1のMACフレームのユーザデータと一致するとあらかじめ設定された回数だけ連続して判定された場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知することを特徴とする前記付記2に記載のネットワーク間通信方法。
【0065】
(付記4)前記制御対象機器は家電機器であり、前記制御情報には少なくとも当該家電機器の内蔵メモリに対する書き込み命令あるいは読み出し命令、および書き込み先のアドレスあるいは読み出し先のアドレスが含まれることを特徴とする前記付記1〜付記3のいずれか一つに記載のネットワーク間通信方法。
【0066】
(付記5)前記制御対象機器は、前記制御情報に含まれる書き込み命令により内蔵するメモリの所定の位置に所定の値が設定されたことをもって、当該位置および当該値に対応する処理を実行することを特徴とする前記付記4に記載のネットワーク間通信方法。
【0067】
(付記6)第1のネットワークに接続された制御端末と第2のネットワークに接続された制御対象機器との間のデータの授受を中継するネットワーク間通信方法をルータなどの通信ブリッジ装置に実行させるネットワーク間通信プログラムであって、
前記制御対象機器のIPアドレスを宛先とするIPパケットを前記第1のネットワークから受信する受信工程と、
前記受信工程で受信されたIPパケットの宛先であるIPアドレスに対応するMACアドレスを検索する検索工程と、
前記制御対象機器を制御するための制御情報が格納され、かつ前記検索工程で検索されたMACアドレスを宛先とする第1のMACフレームを生成する生成工程と、
前記生成工程で生成された第1のMACフレームを前記第2のネットワークに送信する送信工程と、
を前記通信ブリッジ装置に実行させることを特徴とするネットワーク間通信プログラム。
【0068】
(付記7)さらに、前記第2のネットワークから第2のMACフレームを受信する第2の受信工程と、
前記第2の受信工程で受信された第2のMACフレームのユーザデータが前記送信工程で送信された第1のMACフレームのユーザデータと一致するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において、前記第2のMACフレームのユーザデータが前記第1のMACフレームのユーザデータと一致すると判定された場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知する通知工程と、
を前記通信ブリッジ装置に実行させることを特徴とする前記付記6に記載のネットワーク間通信プログラム。
【0069】
(付記8)前記通知工程では、前記判定工程で、前記第2のMACフレームのユーザデータが前記第1のMACフレームのユーザデータと一致するとあらかじめ設定された回数だけ連続して判定された場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知することを特徴とする前記付記7に記載のネットワーク間通信プログラム。
【0070】
(付記9)前記制御対象機器は家電機器であり、前記制御情報には少なくとも当該家電機器の内蔵メモリに対する書き込み命令あるいは読み出し命令、および書き込み先のアドレスあるいは読み出し先のアドレスが含まれることを特徴とする前記付記6〜付記8のいずれか一つに記載のネットワーク間通信プログラム。
【0071】
(付記10)前記制御対象機器は、前記制御情報に含まれる書き込み命令により内蔵するメモリの所定の位置に所定の値が設定されたことをもって、当該位置および当該値に対応する処理を実行することを特徴とする前記付記9に記載のネットワーク間通信プログラム。
【0072】
(付記11)第1のネットワークに接続された制御端末と第2のネットワークに接続された制御対象機器との間のデータの授受を中継するネットワーク間の通信ブリッジ装置であって、
前記制御対象機器のIPアドレスを宛先とするIPパケットを前記第1のネットワークから受信する受信手段と、
前記受信手段により受信されたIPパケットの宛先であるIPアドレスに対応するMACアドレスを検索する検索手段と、
前記制御対象機器を制御するための制御情報が格納され、かつ前記検索手段により検索されたMACアドレスを宛先とする第1のMACフレームを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された第1のMACフレームを前記第2のネットワークに送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする通信ブリッジ装置。
【0073】
(付記12)さらに、前記第2のネットワークから第2のMACフレームを受信する第2の受信手段と、
前記第2の受信手段により受信された第2のMACフレームのユーザデータが前記送信手段により送信された第1のMACフレームのユーザデータと一致するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記第2のMACフレームのユーザデータが前記第1のMACフレームのユーザデータと一致すると判定された場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知する通知手段と、
を備えたことを特徴とする前記付記11に記載の通信ブリッジ装置。
【0074】
(付記13)前記通知手段は、前記判定手段により、前記第2のMACフレームのユーザデータが前記第1のMACフレームのユーザデータと一致するとあらかじめ設定された回数だけ連続して判定された場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知することを特徴とする前記付記12に記載の通信ブリッジ装置。
【0075】
(付記14)前記制御対象機器は家電機器であり、前記制御情報には少なくとも当該家電機器の内蔵メモリに対する書き込み命令あるいは読み出し命令、および書き込み先のアドレスあるいは読み出し先のアドレスが含まれることを特徴とする前記付記11〜付記13のいずれか一つに記載の通信ブリッジ装置。
【0076】
(付記15)前記制御対象機器は、前記制御情報に含まれる書き込み命令により内蔵するメモリの所定の位置に所定の値が設定されたことをもって、当該位置および当該値に対応する処理を実行することを特徴とする前記付記14に記載の通信ブリッジ装置。
【0077】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、制御端末100から宅外通信網(請求項にいう「第1のネットワーク」)上をIPパケットに内包されて伝送されてきたユーザデータは、宅内通信網(同「第2のネットワーク」)上ではMACフレームを利用した独自プロトコルに従って、宛先の家電機器102まで伝送されるので、家電機器102はTCP/IP通信プロトコルを処理できるほどの高度なハードウエアやソフトウエアを備える必要はなく、これによって、家電機器などの制御対象機器を有線/無線LANなどの宅内通信網に接続して、その先の宅外通信網から制御できるようにする際に、上記機器に追加的に搭載するシステム資源を最小限に抑制することが可能なネットワーク間通信方法、ネットワーク間通信プログラムおよび通信ブリッジ装置が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による宅内外通信システムの全体構成を示す説明図である。
【図2】エアコンの内蔵メモリの各アドレスに設定された値の意味を示す説明図である。
【図3】本発明の実施の形態による宅内外通信システムにおいて、制御端末100から家電機器102を制御する際の通信手順を示すシーケンス図である。
【図4】本発明の実施の形態による宅内外通信システムの機能構成を示す説明図である。
【図5】TCP/IPプロトコル通信網における一般的なMACフレームと、本発明独自のMACフレームとをそれぞれ模式的に示す説明図である。
【図6】宅内外通信ブリッジ装置101−家電機器102間における制御フレームの送受信処理(図3(6)〜(11))の手順を詳細に示すフローチャートである。
【図7】基本的なTCP/IP通信プロトコルの階層図(OSI参照モデル)である。
【符号の説明】
100 制御端末(PDA)
101 宅内外通信ブリッジ装置(ルータ)
102 家電機器(エアコン)
400a,401a ユーザ受付部
400b 設定内容送信部
400c 制御結果受信部
401b 設定内容受信部
401c 制御情報抽出部
401d 制御フレーム生成部
401e アドレスDB
401f 制御フレーム送信部
401g ACKフレーム受信部
401h 制御結果送信部
402a 制御フレーム受信部
402b ACKフレーム生成部
402c ACKフレーム送信部
402d 内蔵メモリ
402e 制御部

Claims (5)

  1. 第1のネットワークに接続された制御端末と第2のネットワークに接続された制御対象機器との間のデータの授受を中継するネットワーク間通信方法であって、
    前記制御対象機器のIPアドレスを宛先とするIPパケットを前記第1のネットワークから受信する受信工程と、
    前記受信工程で受信されたIPパケットの宛先であるIPアドレスに対応するMACアドレスを検索する検索工程と、
    前記制御対象機器を制御するための制御情報が格納され、かつ前記検索工程で検索されたMACアドレスを宛先とする第1のMACフレームを生成する生成工程と、
    前記生成工程で生成された第1のMACフレームを前記第2のネットワークに送信する送信工程と、
    を含んだことを特徴とするネットワーク間通信方法。
  2. さらに、前記第2のネットワークから第2のMACフレームを受信する第2の受信工程と、
    前記第2の受信工程で受信された第2のMACフレームのユーザデータが前記送信工程で送信された第1のMACフレームのユーザデータと一致するか否かを判定する判定工程と、
    前記判定工程において、前記第2のMACフレームのユーザデータが前記第1のMACフレームのユーザデータと一致すると判定された場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知する通知工程と、
    を含んだことを特徴とする前記請求項1に記載のネットワーク間通信方法。
  3. 前記通知工程では、前記判定工程で、前記第2のMACフレームのユーザデータが前記第1のMACフレームのユーザデータと一致するとあらかじめ設定された回数だけ連続して判定された場合に、前記制御端末に対して制御成功の旨を通知することを特徴とする前記請求項2に記載のネットワーク間通信方法。
  4. 第1のネットワークに接続された制御端末と第2のネットワークに接続された制御対象機器との間のデータの授受を中継するネットワーク間通信方法をルータなどの通信ブリッジ装置に実行させるネットワーク間通信プログラムであって、
    前記制御対象機器のIPアドレスを宛先とするIPパケットを前記第1のネットワークから受信する受信工程と、
    前記受信工程で受信されたIPパケットの宛先であるIPアドレスに対応するMACアドレスを検索する検索工程と、
    前記制御対象機器を制御するための制御情報が格納され、かつ前記検索工程で検索されたMACアドレスを宛先とする第1のMACフレームを生成する生成工程と、
    前記生成工程で生成された第1のMACフレームを前記第2のネットワークに送信する送信工程と、
    を前記通信ブリッジ装置に実行させることを特徴とするネットワーク間通信プログラム。
  5. 第1のネットワークに接続された制御端末と第2のネットワークに接続された制御対象機器との間のデータの授受を中継するネットワーク間の通信ブリッジ装置であって、
    前記制御対象機器のIPアドレスを宛先とするIPパケットを前記第1のネットワークから受信する受信手段と、
    前記受信手段により受信されたIPパケットの宛先であるIPアドレスに対応するMACアドレスを検索する検索手段と、
    前記制御対象機器を制御するための制御情報が格納され、かつ前記検索手段により検索されたMACアドレスを宛先とする第1のMACフレームを生成する生成手段と、
    前記生成手段により生成された第1のMACフレームを前記第2のネットワークに送信する送信手段と、
    を備えたことを特徴とする通信ブリッジ装置。
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US8170034B2 (en) 2005-03-01 2012-05-01 Hewlet-Packard Development Company, L.P. Packet forwarding system and packet forwarding device

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